- 上海乾拓貿(mào)易有限公司 >>> 技術(shù)文獻(xiàn)
怎樣分辨BALLUFF傳感器真假之處？
BALLUFF傳感器應(yīng)用在各種場(chǎng)合中，滿(mǎn)量程從小于250磅到上千噸。稱(chēng)重傳感器都是基于金屬應(yīng)變片加上精心設(shè)計(jì)的金屬桿結(jié)構(gòu)，這些應(yīng)變片連接成傳統(tǒng)的電橋結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)zui大的靈敏度。它通?？梢蕴峁?~4mV/V的滿(mǎn)量程輸出，而采用5V激勵(lì)的zui大輸出信號(hào)就是20mV。
在1盎司分辨率的高測(cè)量條件下，要顯示多達(dá)1噸(2000磅)的重量量程，我們將需要超過(guò)30,000個(gè)計(jì)數(shù)。為了在這個(gè)分辨率獲得的測(cè)量，需要個(gè)可以提供125倍信號(hào)增益的放大器將A/D轉(zhuǎn)換器的20mV的輸出提高到2.5V，而且環(huán)路增益需要超過(guò)30,000，以保證滿(mǎn)足其分辨率的線性度。
BALLUFF傳感器高精度溫度測(cè)量是高分辨率ADC迫切需要的另種應(yīng)用。在大多數(shù)情況下，所選用的傳感器是熱電偶。K型比例系數(shù)為每度大約40uV，而S型的輸出大約為每度10uV。在測(cè)量范圍內(nèi)必須對(duì)非線性誤差進(jìn)行校正非常重要，這使測(cè)量工作進(jìn)步復(fù)雜化。在使用熱電偶時(shí)還會(huì)遇到其它電路問(wèn)題，如熱電偶的連接需要保護(hù)電路等。
在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)，熱電偶的輸出通?？梢赃_(dá)到20mV到50mV，或更高。在使用K型的情況下，在1,000度范圍內(nèi)獲得0.1度分辨率的測(cè)量精度，其他誤差包括運(yùn)算放大器的輸入漂移和0.250.5度的熱電偶非線性誤差。
BALLUFF傳感器是熱電偶的個(gè)變種，它由若干薄膜熱電偶接點(diǎn)層組成個(gè)傳感器堆，其每個(gè)金屬接線對(duì)都是由個(gè)隱藏的“冷”邊和個(gè)暴露在入射光的“熱”邊組成。它可用來(lái)進(jìn)行激光功率、熱和火焰檢測(cè)測(cè)量。滿(mǎn)量程輸出通常不到1mV，10萬(wàn)分之滿(mǎn)量程的測(cè)量光輸出相當(dāng)于不到10毫微伏。對(duì)于這種應(yīng)用，找到個(gè)低成本、高增益、低噪聲和低漂移放大器將是個(gè)很大的挑戰(zhàn)。
影響精度的誤差分析
典型的AD轉(zhuǎn)換器主要的誤差影響因素包括參考電壓誤差、放大器誤差、BALLUFF傳感器誤差以及噪聲對(duì)測(cè)量精度的影響。了解這些誤差有助于設(shè)計(jì)工程師更好地應(yīng)對(duì)提高測(cè)量精度的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。
1. 參考電壓誤差
因?yàn)閰⒖茧妷菏怯脕?lái)與實(shí)際測(cè)量值進(jìn)行比較的，因此這個(gè)參考電壓的實(shí)際值非常重要，需要對(duì)參考電壓進(jìn)行周期性校準(zhǔn)或軟件校準(zhǔn)以修正這個(gè)基本的測(cè)量誤差。而且，精心設(shè)計(jì)的參考電壓可以用來(lái)zui大限度地減少由于溫度造成的漂移。在超過(guò)0℃40℃的條件下，個(gè)100ppm/℃的溫度系數(shù)的誤差可能是4,000ppm，或滿(mǎn)量程范圍的0.4%。
2. 放大器誤差
由輸入放大器直接強(qiáng)加在輸入信號(hào)上的誤差會(huì)影響測(cè)量精度。以BALLUFF傳感器為例，個(gè)20mV的滿(mǎn)量程信號(hào)將會(huì)有5%偏移，即1mV輸入偏置電壓。這個(gè)輸入偏置誤差可以直接降低測(cè)量精度，用足夠動(dòng)態(tài)范圍的A/D轉(zhuǎn)換器就可能利用軟件消除這個(gè)誤差。這個(gè)誤差也有個(gè)與溫度有關(guān)的成份，稱(chēng)為輸入偏置漂移，必須認(rèn)真考慮并進(jìn)行修正。偏置電流，也稱(chēng)為輸入漏電流，BALLUFF傳感器管腳或者是傳感器與放大器輸入之間的任何阻抗上造成直接的電壓偏置誤差。例如，如果輸入偏置電流為0.1微安，在10歐姆電阻上的電壓降就將產(chǎn)生1微伏的誤差。
